(57)【要約】【課題】熱容量が小さく、急速加熱が可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】耐熱性を有する定着ベルト２０と、定着ベルト２０に内接し、少なくとも一部が導電性を有する回転可能な発熱ローラ２１と、発熱ローラ２１との間で定着ベルト２０を移動可能に懸架する定着ローラと２２と、発熱ローラ２１の外側に配置され、発熱ローラ２１を励磁して加熱する励磁手段２４とを備えている。発熱ローラ２１が回転動作を始めた後に励磁手段２４が発熱ローラ２１を励磁して加熱する。【選択図】図２
2010108005.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する発熱部材と、前記発熱部材の周面に対向して配置され、前記発熱部材を電磁誘導加熱する励磁コイルと、前記励磁コイルに高周波電流を供給するインバータ回路部と、前記インバータ回路部の動作を制御する制御部と、前記励磁コイルと前記発熱部材との対向部以外の該発熱部材に接触するように配置され、前記制御部へ温度制御のための信号を送る温度センサと、前記発熱部材を回転駆動する駆動源と、前記発熱部材の回転を検知する回転検知手段とを備え、前記回転検知手段からの信号が所定時間得られない場合に、前記制御部が前記インバータ回路部の動作を停止させる画像形成装置。
【請求項２】
発熱部材と、前記発熱部材に対向して配置され、前記発熱部材を電磁誘導加熱する励磁コイルと、前記励磁コイルに高周波電流を供給するインバータ回路部と、前記インバータ回路部の動作を制御する制御部と、前記励磁コイルと前記発熱部材との対向部以外の該発熱部材に接触するように配置され、前記制御部へ温度制御のための信号を送る温度センサとを備え、前記発熱部材の少なくとも一部が導電性材料からなり、かつ、前記発熱部材に接触して回転する回転部材と、前記回転部材を回転駆動する駆動源と、前記回転部材の回転を検知する回転検知手段とをさらに備え、前記回転検知手段からの信号が所定時間得られない場合に、前記制御部が前記インバータ回路部の動作を停止させる画像形成装置。
【請求項３】
回転する発熱部材と、前記発熱部材の周面に対向して配置され、前記発熱部材を電磁誘導加熱する励磁コイルと、前記励磁コイルに高周波電流を供給するインバータ回路部と、前記インバータ回路部の動作を制御する制御部と、前記励磁コイルと前記発熱部材との対向部以外の該発熱部材に接触するように配置され、前記制御部へ温度制御のための信号を送る温度センサと、前記発熱部材に接触して回転する回転部材と、前記発熱部材と前記回転部材の一方を回転駆動する駆動源と、前記発熱部材又は前記回転部材の回転を検知する回転検知手段とを備え、前記回転検知手段からの信号が所定時間得られない場合に、前記制御部が前記インバータ回路部の動作を停止させる画像形成装置。
【請求項４】
回転する発熱部材と、前記発熱部材の周面に対向して配置され、前記発熱部材を電磁誘導加熱する励磁コイルと、前記励磁コイルに高周波電流を供給するインバータ回路部と、前記インバータ回路部の動作を制御する制御部と、前記励磁コイルと前記発熱部材との対向部以外の該発熱部材に接触するように配置され、前記制御部へ温度制御のための信号を送る温度センサと、前記発熱部材に接触して回転する回転部材と、前記発熱部材と前記回転部材の一方を回転駆動する駆動源と、前記発熱部材又は前記回転部材を介して駆動される従動部材と、前記従動部材の回転を検知する回転検知手段とを備え、前記回転検知手段からの信号が所定時間得られない場合に、前記制御部が前記インバータ回路部の動作を停止させる画像形成装置。
【請求項５】
前記回転検知手段からの検知信号発生後に前記制御部が前記インバータ回路部の動作を開始する請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記発熱部材を備えた定着ユニットが装置本体に対して着脱自在である請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項７】
定着ベルトと、前記定着ベルトを回転可能に支持する第１及び第２の支持ローラと、前記第１の支持ローラに巻き付いた前記定着ベルトに対向して配置され、前記第１の支持ローラと前記定着ベルトの少なくとも一方を電磁誘導加熱する励磁コイルと、前記励磁コイルに高周波電流を供給するインバータ回路部と、前記インバータ回路部の動作を制御する制御部と、前記励磁コイルと前記定着ベルトとの対向部以外の該定着ベルトまたは前記第１の支持ローラに接触するように配置され、前記制御部へ温度制御のための信号を送る温度センサと、前記第２の支持ローラに圧接して回転する加圧部材と、前記加圧部材を回転駆動する駆動手段と、前記加圧部材の回転を検知する回転検知手段とを備え、前記回転検知手段からの信号が所定時間得られない場合に、前記制御部が前記インバータ回路部の動作を停止させる画像形成装置。
【請求項８】
定着ベルトと、前記定着ベルトを回転可能に支持する第１及び第２の支持ローラと、前記第１の支持ローラに巻き付いた前記定着ベルトに対向して配置され、前記第１の支持ローラと前記定着ベルトの少なくとも一方を電磁誘導加熱する励磁コイルと、前記励磁コイルに高周波電流を供給するインバータ回路部と、前記インバータ回路部の動作を制御する制御部と、前記励磁コイルと前記定着ベルトとの対向部以外の該定着ベルトまたは前記第１の支持ローラに接触するように配置され、前記制御部へ温度制御のための信号を送る温度センサと、前記第１及び第２の支持ローラの少なくとも一方を定着ベルトを介さずに回転駆動する駆動手段と、前記駆動手段によって駆動される前記支持ローラの回転を検知する回転検知手段とを備え、前記回転検知手段からの信号が所定時間得られない場合に、前記制御部が前記インバータ回路部の動作を停止させる画像形成装置。
【請求項９】
定着ベルトと、前記定着ベルトを回転可能に支持する第１及び第２の支持ローラと、前記第１の支持ローラに巻き付いた前記定着ベルトに対向して配置され、前記第１の支持ローラと前記定着ベルトの少なくとも一方を電磁誘導加熱する励磁コイルと、前記励磁コイルに高周波電流を供給するインバータ回路部と、前記インバータ回路部の動作を制御する制御部と、前記励磁コイルと前記定着ベルトとの対向部以外の該定着ベルトまたは前記第１の支持ローラに接触するように配置され、前記制御部へ温度制御のための信号を送る温度センサと、前記第２の支持ローラに圧接して回転する加圧部材と、前記第１及び第２の支持ローラの一方を定着ベルトを介さずに回転駆動する駆動手段と、前記定着ベルトの回転を介して回転駆動される前記支持ローラの回転を検知する回転検知手段とを備え、前記回転検知手段からの信号が所定時間得られない場合に、前記制御部が前記インバータ回路部の動作を停止させる画像形成装置。
【請求項１０】
定着ベルトと、前記定着ベルトを回転可能に支持する第１及び第２の支持ローラと、前記第１の支持ローラに巻き付いた前記定着ベルトに対向して配置され、前記第１の支持ローラと前記定着ベルトの少なくとも一方を電磁誘導加熱する励磁コイルと、前記励磁コイルに高周波電流を供給するインバータ回路部と、前記インバータ回路部の動作を制御する制御部と、前記励磁コイルと前記定着ベルトとの対向部以外の該定着ベルトまたは前記第１の支持ローラに接触するように配置され、前記制御部へ温度制御のための信号を送る温度センサと、前記第２の支持ローラに圧接して回転する加圧部材と、前記第１及び第２の支持ローラの一方を定着ベルトを介さずに回転駆動する駆動手段と、前記加圧部材の回転を検知する回転検知手段とを備え、前記回転検知手段からの信号が所定時間得られない場合に、前記制御部が前記インバータ回路部の動作を停止させる画像形成装置。
【請求項１１】
定着ベルトと、前記定着ベルトを回転可能に支持する第１及び第２の支持ローラと、前記第１の支持ローラに巻き付いた前記定着ベルトに対向して配置され、前記第１の支持ローラと前記定着ベルトの少なくとも一方を電磁誘導加熱する励磁コイルと、前記励磁コイルに高周波電流を供給するインバータ回路部と、前記インバータ回路部の動作を制御する制御部と、前記励磁コイルと前記定着ベルトとの対向部以外の該定着ベルトまたは前記第１の支持ローラに接触するように配置され、前記制御部へ温度制御のための信号を送る温度センサと、前記第２の支持ローラに圧接して回転する加圧部材と、前記加圧部材を回転駆動する駆動手段と、前記加圧部材の駆動によって従動する部材の回転を検知する回転検知手段とを備え、前記回転検知手段からの信号が所定時間得られない場合に、前記制御部が前記インバータ回路部の動作を停止させる画像形成装置。
【請求項１２】
前記回転検知手段からの検知信号発生後に前記制御部が前記インバータ回路部の動作を開始する請求項７〜１１のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記定着ベルトと、前記第１及び第２の支持ローラとを備えた定着ユニットが装置本体に対して着脱自在である請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
少なくとも一部が導電性材料からなり回転する発熱部材と、前記発熱部材の回転に伴って回転する被回転検知部材と、前記発熱部材の周面に対向して配置され、前記発熱部材を電磁誘導加熱する励磁コイルと、前記励磁コイルに高周波電流を供給するインバータ回路部と、前記インバータ回路部の動作を制御する制御部と、前記励磁コイルと前記発熱部材との対向部以外の該発熱部材に接触するように配置され、前記制御部へ温度制御のための信号を送る温度センサと、前記発熱部材を直接的又は間接的に回転させる回転手段と、前記被回転検知部材の回転を検知する回転検知手段とを備え、前記回転検知手段からの信号が所定時間得られない場合に、前記制御部が前記インバータ回路部の動作を停止させるとともに、少なくとも前記発熱部材と前記被回転検知部材とが、一体の定着ユニットとして装置本体に着脱自在であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１５】
前記回転検知手段が前記定着ユニット内に設けられた請求項１４に記載の画像形成装置。
【請求項１６】
前記回転検知手段が装置本体内に設けられた請求項１４に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウォーミングアップ時間を短縮することが可能な像加熱装置を備えた画像形成装置に関し、特に、電子写真装置、静電記録装置等の画像形成装置に用いられ、未定着画像を定着する定着装置に好適な像加熱装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
定着装置に代表される像加熱装置としては、従来から熱ローラ方式、ベルト方式等の接触加熱方式の像加熱装置が一般に用いられている。
【０００３】
近年、ウォームアップ時間の短縮や省エネルギなどの要望から、急速加熱、高効率加熱の可能性を有する電磁誘導加熱方式が注目されている（特開平１０−１２３８６１号公報等参照）。
【０００４】
図２３に、特開平１０−１２３８６１号公報に開示された電磁誘導加熱方式の像加熱装置の断面図を示す。図２３に示すように、発熱ローラ１１２の内部には励磁コイル１１４が配置されており、この励磁コイル１１４とフェライト等からなる芯材１１７とによって交流磁界を発生させ、発熱ローラ１１２内に渦電流を発生させることにより、発熱ローラ１１２を加熱することができるようにされている。そして、発熱ローラ１１２と加圧ローラ１１３とのニップ部に、未定着のトナー像１１１が形成された記録紙１１０を通過させることにより、未定着のトナー像１１１を定着することができる。
【０００５】
また、特開平１０−７４００７号公報には、発熱ローラを薄肉化した像加熱装置が提案されている。これを、図２４に示す。
【０００６】
図２４において、３１０はインバータ回路からの高周波電流によって高周波磁界を発生させる励磁コイルであり、３１１は電磁誘導加熱によって発熱すると共に回転する金属スリーブである。また、外部加圧部材３１３は矢印ａの方向に回転する。金属スリーブ３１１は、外部加圧部材３１３と内部加圧部材３１２との間に挟持され、外部加圧部材３１３の回転に伴って従動回転する。
【０００７】
未定着のトナー像を担持する記録紙３１４は、矢印で示すように、発熱ローラ１１２と加圧ローラ１１３とのニップ部へ搬送される。そして、金属スリーブ３１１の熱と、両加圧部材３１２、３１３の圧力とにより、記録紙３１４上のトナー像が定着される。
【０００８】
さらに、金属スリーブ３１１を停止させた状態で電磁誘導加熱を行わないように、外部加圧部材３１３を回転させる駆動モータの動作信号と加熱信号の論理積をインバータ回路への加熱信号としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−１２３８６１号公報
【特許文献２】特開平１０−７４００７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
このような電磁誘導加熱方式の像加熱装置は、発熱ローラなどの発熱部材を電磁誘導によって直接発熱するものであるため、ハロゲンランプ加熱方式と比較して、熱変換効率が高く、より小さい電力で、定着ローラの表面を定着温度まで迅速に昇温させることができる。
【００１１】
しかし、通常の金属製発熱ローラを単に電磁誘導加熱するだけの構成では、従来のハロゲンランプ方式と比較して、ウォームアップ時間を格段に短縮することは困難である。
【００１２】
また、発熱ローラの熱容量を小さくしてウォームアップ時間の短縮を図るために、発熱ローラの肉厚を薄くしていくと、温度制御が困難となってしまう。
【００１３】
特開平８−１３７３０６号公報には、ウォームアップ時間を短縮するために、より熱容量の小さいベルトを用いた像加熱装置が提案されている。しかし、本装置においては、導電体からなるベルトを電磁誘導加熱するため、ベルト自身は急速加熱が可能であるが、逆に、発熱するベルトの熱容量が小さ過ぎるために、テンションローラやオイルローラに熱を奪われ、系全体の温度が上昇しにくいという問題点がある。
【００１４】
また、通常は、ウォームアップ時間を短縮するために、発熱ローラを所定の温度まで上昇させてから、発熱ローラの回転動作を開始することが多い。しかし、電磁誘導加熱方式では昇温が速く、低熱容量化した像加熱装置において発熱ローラを静止させた状態で加熱すると、部分的に急激な昇温が起こり、ベルトやベルト上に設けられた弾性体などが変質してしまうおそれがある。
【００１５】
特に、発熱ローラに耐熱性ベルトを巻き付けて加熱する方式においては、発熱ローラが急速に加熱されて高温になり過ぎると、耐熱性ベルトが発熱ローラの曲率に応じて永久変形するという問題点がある。これは、導電性ベルトでは起こりにくく、また、ベルトの直線部分を加熱する構成では発生することがない。発熱ローラを加熱し、その熱を樹脂ベルトで搬送する構成に特有のものである。
【００１６】
また、省エネルギの観点からは、像加熱装置の発熱部材は、像加熱装置を使用するときにのみ加熱されることが望ましい。通常、熱ローラ方式の像加熱装置の場合には、ニップ部に発熱部材が存在する。しかし、ベルト方式の像加熱装置の場合には、発熱部材とニップ部とが離れているため、発熱部材における温度変化とニップ部における温度変化にタイムラグが生じることとなる。
【００１７】
また、発熱部材とニップ部とが離れた構成のベルト方式の像加熱装置においては、発熱部材によって加熱されたベルトの熱は、記録紙上のトナーを溶融するために用いられる他、加圧ローラや定着ローラを加熱することにも消費される。加圧ローラや定着ローラはベルトから熱を奪って昇温するため、ベルトの通過量、すなわち、プロセススピードにより、加圧ローラや定着ローラに奪われる熱量が決まる。加圧ローラや定着ローラに奪われる熱量は定着には直接関与しない無駄な熱量であるため、極力この熱量を小さくすることが定着を迅速に行うために必要となる。
【００１８】
励磁コイルと回転可能な導電性発熱体を用いた像加熱装置で、導電性発熱体が回転しているときにのみ導電性発熱体を電磁誘導加熱する構成とした場合、導電性発熱体が回転動作を始めた後に励磁コイルが導電性発熱体を励磁して加熱するようにしなければ、導電性発熱体の一部のみが高温になって温度分布が生じてしまう。この構成の場合、ウォームアップ時間を比較的短くすることが可能であるが、ユーザーの印字要求に瞬時に応えるためには、待機時にも余熱を持たせなければならない。しかし、本構成においては、導電性発熱体を加熱するために、必ず導電性発熱体の回転動作を行う必要があり、待機時にも導電性発熱体の回転動作を継続しなければならないという問題点がある。また、導電性発熱体が急速に加熱されるため、逆に低温を維持することが困難となる。
【００１９】
ベルト方式の像加熱装置においてベルト表面に温度センサを設けた場合には、ベルト表面が傷つきやすく、寿命が短くなる。そのため、発熱ローラのベルトと接していない面に温度センサを取り付けることが行われている。しかし、この場合、ベルトがどの程度熱を奪われたのか判断しにくく、適切な量の加熱を行うことができない。また、単にベルトの内側に温度センサを取り付けた場合、ベルトの振動や蛇行によって測定温度がばらつき、正確な温度測定が困難となる。
【００２０】
発熱部材を停止させた状態で電磁誘導加熱を行うと、発熱部材が局所的に非常な高温となる。このため、発熱部材あるいは発熱部材に接触する他の部材の耐熱温度を超えて、熱的な変質や変形を引き起こし、定着画像の画質を低下させるという問題が生じる。
【００２１】
上記の像加熱装置においては、駆動モータへの動作信号のみを考慮しているため、駆動モータから像加熱装置への駆動力の伝達経路の異常時に対応することができない。特に像加熱装置を画像形成装置本体に着脱自在に構成した場合には、像加熱装置の不十分な装着や、駆動モータからの駆動力を伝達するギアの破損などが生じやすい。そして、このような事態が発生すると、駆動モータが回転しても発熱部材が回転しないという問題が生じてしまう。
【００２２】
本発明は、従来技術における前記課題を解決するためになされたものであり、熱容量が小さく、急速加熱が可能な像加熱装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。さらに、本発明は、ウォームアップ時間の短い像加熱装置を備え、かつ、異常事態に対応して、安定に用いることのできる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
前記目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置の第１の構成は、回転する発熱部材と、前記発熱部材の周面に対向して配置され、前記発熱部材を電磁誘導加熱する励磁コイルと、前記励磁コイルに高周波電流を供給するインバータ回路部と、前記インバータ回路部の動作を制御する制御部と、前記励磁コイルと前記発熱部材との対向部以外の該発熱部材に接触するように配置され、前記制御部へ温度制御のための信号を送る温度センサと、前記発熱部材を回転駆動する駆動源と、前記発熱部材の回転を検知する回転検知手段とを備え、前記回転検知手段からの信号が所定時間得られない場合に、前記制御部が前記インバータ回路部の動作を停止させることを特徴とする。
【００２４】
温度センサを、発熱部材の最大発熱部である、発熱部材の励磁コイルとの対向面に設けると、発熱部材と励磁コイルとの間隔が広くなり、発熱部材と励磁コイルとの電磁誘導的な結合が悪くなる。また、励磁コイルを温度センサを避けた形状にした場合には、温度センサ部分のみ発熱量が低下して、温度分布が不均一となる。
【００２５】
また、本発明に係る画像形成装置の第２の構成は、発熱部材と、前記発熱部材に対向して配置され、前記発熱部材を電磁誘導加熱する励磁コイルと、前記励磁コイルに高周波電流を供給するインバータ回路部と、前記インバータ回路部の動作を制御する制御部と、前記励磁コイルと前記発熱部材との対向部以外の該発熱部材に接触するように配置され、前記制御部へ温度制御のための信号を送る温度センサとを備え、前記発熱部材の少なくとも一部が導電性材料からなり、かつ、前記発熱部材に接触して回転する回転部材と、前記回転部材を回転駆動する駆動源と、前記回転部材の回転を検知する回転検知手段とをさらに備え、前記回転検知手段からの信号が所定時間得られない場合に、前記制御部が前記インバータ回路部の動作を停止させることを特徴とする。
【００２６】
また、本発明に係る画像形成装置の第３の構成は、回転する発熱部材と、前記発熱部材の周面に対向して配置され、前記発熱部材を電磁誘導加熱する励磁コイルと、前記励磁コイルに高周波電流を供給するインバータ回路部と、前記インバータ回路部の動作を制御する制御部と、前記励磁コイルと前記発熱部材との対向部以外の該発熱部材に接触するように配置され、前記制御部へ温度制御のための信号を送る温度センサと、前記発熱部材に接触して回転する回転部材と、前記発熱部材と前記回転部材の一方を回転駆動する駆動源と、前記発熱部材又は前記回転部材の回転を検知する回転検知手段とを備え、前記回転検知手段からの信号が所定時間得られない場合に、前記制御部が前記インバータ回路部の動作を停止させることを特徴とする。
【００２７】
また、本発明に係る画像形成装置の第４の構成は、回転する発熱部材と、前記発熱部材の周面に対向して配置され、前記発熱部材を電磁誘導加熱する励磁コイルと、前記励磁コイルに高周波電流を供給するインバータ回路部と、前記インバータ回路部の動作を制御する制御部と、前記励磁コイルと前記発熱部材との対向部以外の該発熱部材に接触するように配置され、前記制御部へ温度制御のための信号を送る温度センサと、前記発熱部材に接触して回転する回転部材と、前記発熱部材と前記回転部材の一方を回転駆動する駆動源と、前記発熱部材又は前記回転部材を介して駆動される従動部材と、前記従動部材の回転を検知する回転検知手段とを備え、前記回転検知手段からの信号が所定時間得られない場合に、前記制御部が前記インバータ回路部の動作を停止させることを特徴とする。
【００２８】
また、本発明の画像形成装置の第５の構成においては、第１から第４の構成に加え、前記回転検知手段からの検知信号発生後に前記制御部が前記インバータ回路部の動作を開始することを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置の第６の構成においては、第１の構成に加え、前記発熱部材を備えた定着ユニットが装置本体に対して着脱自在であることを特徴とする。
【００２９】
また、本発明に係る画像形成装置の第７の構成は、定着ベルトと、前記定着ベルトを回転可能に支持する第１及び第２の支持ローラと、前記第１の支持ローラに巻き付いた前記定着ベルトに対向して配置され、前記第１の支持ローラと前記定着ベルトの少なくとも一方を電磁誘導加熱する励磁コイルと、前記励磁コイルに高周波電流を供給するインバータ回路部と、前記インバータ回路部の動作を制御する制御部と、前記励磁コイルと前記定着ベルトとの対向部以外の該定着ベルトまたは前記第１の支持ローラに接触するように配置され、前記制御部へ温度制御のための信号を送る温度センサと、前記第２の支持ローラに圧接して回転する加圧部材と、前記加圧部材を回転駆動する駆動手段と、前記加圧部材の回転を検知する回転検知手段とを備え、前記回転検知手段からの信号が所定時間得られない場合に、前記制御部が前記インバータ回路部の動作を停止させることを特徴とする。
【００３０】
また、本発明に係る画像形成装置の第８の構成は、定着ベルトと、前記定着ベルトを回転可能に支持する第１及び第２の支持ローラと、前記第１の支持ローラに巻き付いた前記定着ベルトに対向して配置され、前記第１の支持ローラと前記定着ベルトの少なくとも一方を電磁誘導加熱する励磁コイルと、前記励磁コイルに高周波電流を供給するインバータ回路部と、前記インバータ回路部の動作を制御する制御部と、前記励磁コイルと前記定着ベルトとの対向部以外の該定着ベルトまたは前記第１の支持ローラに接触するように配置され、前記制御部へ温度制御のための信号を送る温度センサと、前記第１及び第２の支持ローラの少なくとも一方を定着ベルトを介さずに回転駆動する駆動手段と、前記駆動手段によって駆動される前記支持ローラの回転を検知する回転検知手段とを備え、前記回転検知手段からの信号が所定時間得られない場合に、前記制御部が前記インバータ回路部の動作を停止させることを特徴とする。
【００３１】
また、本発明に係る画像形成装置の第９の構成は、定着ベルトと、前記定着ベルトを回転可能に支持する第１及び第２の支持ローラと、前記第１の支持ローラに巻き付いた前記定着ベルトに対向して配置され、前記第１の支持ローラと前記定着ベルトの少なくとも一方を電磁誘導加熱する励磁コイルと、前記励磁コイルに高周波電流を供給するインバータ回路部と、前記インバータ回路部の動作を制御する制御部と、前記励磁コイルと前記定着ベルトとの対向部以外の該定着ベルトまたは前記第１の支持ローラに接触するように配置され、前記制御部へ温度制御のための信号を送る温度センサと、前記第２の支持ローラに圧接して回転する加圧部材と、前記第１及び第２の支持ローラの一方を定着ベルトを介さずに回転駆動する駆動手段と、前記定着ベルトの回転を介して回転駆動される前記支持ローラの回転を検知する回転検知手段とを備え、前記回転検知手段からの信号が所定時間得られない場合に、前記制御部が前記インバータ回路部の動作を停止させることを特徴とする。
【００３２】
また、本発明に係る画像形成装置の第１０の構成は、定着ベルトと、前記定着ベルトを回転可能に支持する第１及び第２の支持ローラと、前記第１の支持ローラに巻き付いた前記定着ベルトに対向して配置され、前記第１の支持ローラと前記定着ベルトの少なくとも一方を電磁誘導加熱する励磁コイルと、前記励磁コイルに高周波電流を供給するインバータ回路部と、前記インバータ回路部の動作を制御する制御部と、前記励磁コイルと前記定着ベルトとの対向部以外の該定着ベルトまたは前記第１の支持ローラに接触するように配置され、前記制御部へ温度制御のための信号を送る温度センサと、前記第２の支持ローラに圧接して回転する加圧部材と、前記第１及び第２の支持ローラの一方を定着ベルトを介さずに回転駆動する駆動手段と、前記加圧部材の回転を検知する回転検知手段とを備え、前記回転検知手段からの信号が所定時間得られない場合に、前記制御部が前記インバータ回路部の動作を停止させることを特徴とする。
【００３３】
また、本発明に係る画像形成装置の第１１の構成は、定着ベルトと、前記定着ベルトを回転可能に支持する第１及び第２の支持ローラと、前記第１の支持ローラに巻き付いた前記定着ベルトに対向して配置され、前記第１の支持ローラと前記定着ベルトの少なくとも一方を電磁誘導加熱する励磁コイルと、前記励磁コイルに高周波電流を供給するインバータ回路部と、前記インバータ回路部の動作を制御する制御部と、前記励磁コイルと前記定着ベルトとの対向部以外の該定着ベルトまたは前記第１の支持ローラに接触するように配置され、前記制御部へ温度制御のための信号を送る温度センサと、前記第２の支持ローラに圧接して回転する加圧部材と、前記加圧部材を回転駆動する駆動手段と、前記加圧部材の駆動によって従動する部材の回転を検知する回転検知手段とを備え、前記回転検知手段からの信号が所定時間得られない場合に、前記制御部が前記インバータ回路部の動作を停止させることを特徴とする。
【００３４】
また、本発明の画像形成装置の第１２の構成においては、第７から第１１の構成に加え、前記回転検知手段からの検知信号発生後に前記制御部が前記インバータ回路部の動作を開始することを特徴とする。
【００３５】
また、本発明の画像形成装置の第１３の構成においては、第７の構成に加え、前記定着ベルトと、前記第１及び第２の支持ローラとを備えた定着ユニットが装置本体に対して着脱自在であることを特徴とする。
【００３６】
また、本発明に係る画像形成装置の第１４の構成は、少なくとも一部が導電性材料からなり回転する発熱部材と、前記発熱部材の回転に伴って回転する被回転検知部材と、前記発熱部材の周面に対向して配置され、前記発熱部材を電磁誘導加熱する励磁コイルと、前記励磁コイルに高周波電流を供給するインバータ回路部と、前記インバータ回路部の動作を制御する制御部と、前記励磁コイルと前記発熱部材との対向部以外の該発熱部材に接触するように配置され、前記制御部へ温度制御のための信号を送る温度センサと、前記発熱部材を直接的又は間接的に回転させる回転手段と、前記被回転検知部材の回転を検知する回転検知手段とを備え、前記回転検知手段からの信号が所定時間得られない場合に、前記制御部が前記インバータ回路部の動作を停止させるとともに、少なくとも前記発熱部材と前記被回転検知部材とが、一体の定着ユニットとして装置本体に着脱自在であることを特徴とする。
【００３７】
また、本発明の画像形成装置の第１５の構成においては、第１４の構成に加え、前記回転検知手段が前記定着ユニット内に設けられていることを特徴とする。
【００３８】
また、本発明の画像形成装置の第１６の構成においては、第１４の構成に加え、前記回転検知手段が装置本体内に設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３９】
以上説明したように、本発明によれば、ベルトが部分的に高温になり変形することを防止することができる。また、停止時に加熱を開始することによる温度ムラの発生を防止することができる。また、像加熱装置の待機時において、発熱部材を通常の速度以下で回転させ、通常の出力以下で断続的に動作させて余熱させることにより、ウォームアップ時間のさらなる短縮を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第１の実施の形態における像加熱装置を定着装置として用いた画像形成装置を示す断面図
【図２】本発明の実施例１における像加熱装置としての定着装置を示す断面図
【図３】本発明の実施例１における芯材と励磁コイルの構成を発熱ローラ側から見た裏面図
【図４】本発明の実施例１における励磁コイルが電磁誘導によって発熱ローラを発熱させる機構を説明するための模式図
【図５】本発明の実施例２における像加熱装置としての定着装置を示す断面図
【図６】本発明の実施例３における像加熱装置としての定着装置を示す断面図
【図７】本発明の実施例４における像加熱装置としての定着装置を示す断面図
【図８】図７の矢印Ａの方向から見た定着装置の平面図
【図９】図７の中心線における定着装置の断面図
【図１０】本発明の実施例４における回転検知板を示す側面図
【図１１】本発明の実施例４におけるインバータ回路の制御ブロック図
【図１２】本発明の実施例４の定着装置の起動時における加熱動作の制御方法を示すフローチャート
【図１３】本発明の実施例４のプリント動作時における加熱動作の制御方法を示すフローチャート
【図１４】本発明の実施例４における回転検知手段を示す側面図
【図１５】本発明の実施例５における像加熱装置としての定着装置を示す側面図
【図１６】図１５の中心線における定着装置の断面図
【図１７】本発明の実施例５における回転検知手段を示す側面図
【図１８】本発明の実施例５における回転駆動機構を示す断面図
【図１９】本発明の実施例５における回転駆動機構の他の態様を示す断面図
【図２０】本発明の第２の実施の形態におけるカラー画像形成装置を示す断面図
【図２１】本発明の第２の実施の形態における回転検知手段を示す断面図
【図２２】本発明の第２の実施の形態における回転検知手段の他の態様を示す断面図
【図２３】従来技術における電磁誘導加熱方式の像加熱装置を示す断面図
【図２４】従来技術における電磁誘導加熱方式の像加熱装置の他の態様を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、実施の形態を用いて本発明をさらに具体的に説明する。
【００４２】
［第１の実施の形態］
図１は本発明の第１の実施の形態における像加熱装置を定着装置として用いた画像形成装置を示す断面図である。以下、この装置の構成と動作について説明する。
【００４３】
図１において、１７は装置本体の外装板、１は電子写真感光体（以下『感光ドラム』という）である。感光ドラム１は、矢印の方向に所定の周速度で回転駆動されながら、その表面が帯電器２によってマイナスの所定の暗電位Ｖ０に一様に帯電される。
【００４４】
３はレーザビームスキャナであり、図示しない画像読取装置やコンピュータ等のホスト装置から入力される画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザビーム４を出力する。上記のように一様に帯電された感光ドラム１の表面は、このレーザビーム４によって走査露光される。これにより、感光ドラム１の露光部分は電位絶対値が低下して明電位ＶＬとなり、感光ドラム１の表面に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像器５のマイナスに帯電したトナーによって反転現像され、顕像化される。
【００４５】
現像器５は、回転駆動される現像ローラ６を備えている。現像ローラ６は、感光ドラム１と対向して配置されており、その外周面にはトナーの薄層が形成される。現像ローラ６には、その絶対値が感光ドラム１の暗電位Ｖ０よりも小さく、明電位ＶＬよりも大きい現像バイアス電圧が印加されており、これにより現像ローラ６上のトナーが感光ドラム１の明電位ＶＬの部分にのみ転写されて、静電潜像が顕像化され、トナー像１１が形成される。
【００４６】
一方、給紙部７からは記録紙８が一枚ずつ給送され、レジストローラ対９を経て、感光ドラム１と転写ローラ１０とのニップ部へ、感光ドラム１の回転と同期した適切なタイミングで送られる。そして、感光ドラム１上のトナー像１１は、転写バイアスが印加された転写ローラ１０により、記録紙８に転写される。
【００４７】
１３は定着紙ガイドであり、この定着紙ガイド１３によって転写後の記録紙８の定着器１４への移動が案内される。トナー像１１が転写された記録紙８は、感光ドラム１から分離された後、定着器１４へ搬送され、これにより記録紙８上に転写されたトナー像１１が定着される。また、１５は排紙ガイドであり、この排紙ガイド１５によって定着器１４を通過した記録紙８が装置外部へ案内される。トナー像１１が定着された後の記録紙８は排紙トレイ１６へ排出される。１８は定着器１４の着脱や紙ジャムの処理を行うための定着扉であり、この定着扉１８はヒンジ１９を中心に回転して排紙トレイ１６と共に開閉される。そして、定着扉１８を開くことにより、定着器１４は装置本体に対して発熱ローラ２１（図２参照）の軸と直角な方向へ着脱可能となる。図１中の破線は定着器１４の脱着状態の位置を示し、実線は定着器１４の装着時の位置を示す。図１に示すように、後述する励磁コイル２３（図２参照）等の励磁手段２４を装置本体内に残して、定着器１４のみが着脱される。
【００４８】
記録紙８が分離された後の感光ドラム１は、その表面の転写残りトナー等の残留物がクリーニング装置１２によって除去され、繰り返し次の画像形成に供される。
【００４９】
次に、本実施の形態の像加熱装置について、具体的実施例を挙げてさらに詳細に説明する。
【００５０】
（実施例１）
図２は上記画像形成装置に用いられる本発明の実施例１における像加熱装置としての定着装置を示す断面図である。
【００５１】
図２において、２５は励磁手段としての励磁コイルである。この励磁コイル２５は、細い線を束ねたリッツ線を用いて形成されており、発熱ローラ２１に巻き付いた定着ベルト２０を覆うような断面形状となっいる。また、励磁コイル２５の中心と背面の一部には、フェライトからなる芯材２６が設けられている。芯材２６の材料としては、フェライトの他、パーマロイ等の高透磁率の材料を用いることもできる。励磁コイル２５は発熱ローラ２１の外側に設けられており、励磁コイル２５によって発熱ローラ２１の一部を励磁することにより、発熱ローラ２１を加熱することができる。図２においては、励磁コイル２５が発熱ローラ２１の外側の全面積の約１／２を覆って加熱するように描かれているが、加熱される部分の面積は発熱ローラ４４の外側の全面積の２／３以下であればよい。発熱ローラ２１の外側の全面積の２／３以上を加熱するために励磁コイル２５が発熱ローラ２１の外側の全面積の２／３以上を覆ってしまうと、定着ベルト２０の搬送路を確保することができなくなる。
【００５２】
２８は保持部材としてのコイルガイドである。このコイルガイド２８は、ＰＥＥＫ材やＰＰＳなどの耐熱温度の高い樹脂からなり、励磁コイル２５及び芯材２６と一体になっている。このようにコイルガイド２８を設けることにより、発熱ローラ２１から放射される熱が発熱ローラ２１と励磁コイル２５との間の空間に籠もって、励磁コイル２５が損傷を受けるのを回避することができる。
【００５３】
尚、図２においては、芯材２６の断面形状が半円形となっているが、芯材２６は必ずしも励磁コイル２５の形状に沿った形状とする必要はなく、その断面形状は、例えば、略Πの字状であってもよい。
【００５４】
図３は芯材２６と励磁コイル２５の構成を発熱ローラ２１側から見た裏面図である。図２、図３に示すように、励磁コイル２５は、発熱ローラ２１の回転軸方向に延伸し、かつ、発熱ローラ２１の周方向に沿って周回することにより、渦巻き状に形成されている。また、芯材２６は、励磁コイル２５の背面の一部のみに設けられ、励磁コイル２５の背面への磁束の漏れを防止することができるようにされている。励磁コイル２５には励磁回路７５から２３ｋＨｚの励磁電流が印加される。
【００５５】
図２において、薄肉の定着ベルト２０は、基材がガラス転移点３６０℃のポリイミド樹脂からなる直径５０ｍｍ、厚さ９０μｍのエンドレスのベルトである。定着ベルト２０の表面には、離型性を付与するために、フッ素樹脂からなる厚さ３０μｍの離型層（図示せず）が被覆されている。基材の材料としては、本実施例で用いたポリイミド樹脂の他、フッ素樹脂等の耐熱性を有する樹脂を用いることもできる。また、定着ベルト２０の基材のガラス転移点は、２００℃〜５００℃であるのが望ましい。また、定着ベルト２０の表面の離型層としては、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の離型性の良好な樹脂やゴムを単独であるいは混合して用いてもよい。定着ベルト２０をモノクロ画像の定着用として用いる場合には離型性のみを確保すればよいが、定着ベルト２０をカラー画像の定着用として用いる場合には弾性を付与することが望ましく、その場合にはさらに厚いゴム層を形成する必要がある。
【００５６】
定着ベルト２０は、表面が低硬度（ＪＩＳＡ３０度）の弾力性を有する発泡体であるシリコーンゴムによって構成された直径２０ｍｍの低熱伝導性の定着ローラ２２と発熱ローラ２１とに所定の張力をもって懸架されており、矢印Ｂの方向に回転移動可能となっている。
【００５７】
発熱ローラ２１は、直径３０ｍｍ、長さ３２０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの円筒状のＳＵＳ４３０からなり、熱容量は５４Ｊ／Ｋである。尚、発熱ローラ２１の材料としては、ＳＵＳ４３０の他、鉄等の他の磁性金属を用いることもできる。また、発熱ローラ２１の熱容量は、６０Ｊ／Ｋ以下であるのが望ましい。
【００５８】
加圧ローラ２３は、硬度ＪＩＳＡ６５度のシリコーンゴムによって構成され、定着ベルト２０を介して定着ローラ２２に圧接してニップ部を形成している。そして、この状態で、加圧ローラ２３は、定着ローラ２２の回転に伴って回転するように支持されている。加圧ローラ２３の材料としては、他のフッ素ゴム、フッ素樹脂等の耐熱性樹脂やゴムを用いてもよい。また、耐摩耗性や離型性を高めるために、加圧ローラ２３の表面には、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等の樹脂あるいはゴムを単独であるいは混合して被覆することが望ましい。また、熱の放散を防ぐため、加圧ローラ２３は、熱伝導性の小さい材料によって構成されることが望ましい。
【００５９】
発熱ローラ２１は、図示しない装置本体の駆動源によって回転駆動される。また、定着ローラ２２は、定着ベルト２０を介して発熱ローラ２１の回転に伴って回転する。また、加圧ローラ２３は、定着ベルト２０を介して定着ローラ２２の回転に伴って回転する。
【００６０】
本実施例においては、励磁コイル２５が電磁誘導によって発熱ローラ２１を発熱させる。以下、その機構について、図４を参照しながら説明する。
【００６１】
図４において、励磁コイル２５によって生じた磁束は、発熱ローラ２１の磁性のために、矢印Ｄ、Ｄ’で示すように、発熱ローラ２１内を円周方向に貫通し、生成消滅を繰り返す。この磁束の変化によって発熱ローラ２１に発生する誘導電流は、表皮効果によってほとんど発熱ローラ２１の表面にのみ流れ、その部分にジュール熱を発生させる。表皮効果によって大部分の電流が流れる深さは『表皮深さ』と呼ばれるが、この表皮深さは、磁束が通る部材の材料と励磁電流の周波数とによって決まってくる。計算によれば、発熱ローラ２１の材料がＳＵＳ４３０の場合の表皮深さは、励磁電流の周波数が２３ｋＨｚのとき約０．２６ｍｍであった。発熱ローラ２１の厚さがこの表皮深さと同等かそれ以上であれば、誘導電流はほとんど発熱ローラ２１内で発生する。励磁電流の周波数を上げればそれだけ表皮深さは小さくなり、それだけ厚みの小さい発熱ローラ２１を用いることができる。しかし、励磁電流の周波数をあまり高くすると、コストがかかり、外部に出るノイズも大きくなる。
【００６２】
定着ベルト２０の発熱ローラ２１との接触部を通り過ぎた部分には、定着ベルト２０の裏面に接触するように温度センサ４５が設けられており、これにより定着ベルト２０の温度を検知することができるようにされている。
【００６３】
以上のように、発熱ローラ２１の厚さが励磁コイル２５に印加する励磁電流の周波数に対応した表皮深さと同等以上であれば、無駄な電流を流すことなく発熱ローラ２１を発熱させることができる。
【００６４】
上記のように構成された定着装置の回転動作を開始してから、発熱ローラ２１に１２００Ｗの電力を投入してウォームアップを開始した。ウォームアップの開始から約１４秒でニップ部に突入するときの定着ベルト２０の温度が１８５℃に達した。この定着装置に、図１の画像形成装置でトナー像１１が転写された記録紙８を、図２に示すように、トナー像１１が転写された面を上側にして矢印Ｆの方向から突入させることにより、記録紙８上のトナー像１１を定着した。
【００６５】
本実施例においては、発熱ローラ２１が回転動作を始めた後に、励磁コイル２５による発熱ローラ２１の加熱が開始される。また、励磁コイル２５による発熱ローラ２１の加熱が終了した後に発熱ローラ２１が回転動作を終了する。発熱ローラ２１を停止させた状態で励磁コイル２５による加熱を行った場合には、最高温部分が数秒で３００℃に達してしまい、ポリイミド樹脂からなる定着ベルト２０の基材が変形してしまった。
【００６６】
ウォームアップ時間を短縮するためには、発熱ローラ２１の熱容量が小さい方が有利であるが、発熱ローラ２１の熱容量が小さいほど、発熱ローラ２１を停止させた状態で励磁コイル２５による加熱を行った場合の部分温度上昇は顕著になる。本実施例においては、発熱ローラ２１が回転動作を始めた後に、励磁コイル２５による発熱ローラ２１の加熱が開始されるので、上記のような問題が発生することはない。この場合、停止状態において定着ベルト２０と発熱ローラ２１とが一定の曲率をもって接触している部分の、回転方向の最上流点が少なくとも発熱ローラ２１から離れるまで定着ベルト２０を回転させてから励磁コイル２５による発熱ローラ２１の加熱を開始するのが望ましい。
【００６７】
また、本実施例においては、発熱部材である発熱ローラ２１が定着ベルト２０の内部に配置され、一方、励磁コイル２５や芯材２６が定着ベルト２０の外部に配置されているので、励磁コイル２５等が発熱部材の温度の影響を受けて昇温することを防止することができる。その結果、発熱量を安定に保つことができる。
【００６８】
待機時における発熱ローラ２１の回転速度を通常動作時の１／２の速度に設定し、発熱ローラ２１への投入電力を４００Ｗとした。定着ベルト２０の温度が１００℃になると回転動作とともに加熱を開始し、１２０℃になると加熱を停止させ、２秒後に回転動作を停止した。この待機時の動作により、余熱中からニップ部に突入するときの定着ベルト２０の温度が１８５℃に達するまでの時間は５秒であった。尚、待機時における発熱ローラ２１の回転速度は、通常動作時の１／２以下の速度であるのが望ましい。
【００６９】
尚、本実施例においては、電磁誘導によって発熱ローラ２１を発熱させ、定着ベルト２０を間接的に加熱するようにしているが、必ずしもこの構成に限定されるものではなく、導電性を有する定着ベルト２０を用い、定着ベルト２０を電磁誘導によって直接加熱するようにしてもよい。以下の各実施例及び下記第２の実施の形態においても同様である。
【００７０】
（実施例２）
図５は本発明の実施例２における像加熱装置としての定着装置を示す断面図である。
【００７１】
本実施例において上記実施例１の定着装置と同様の構成で同じ役割を果たす部分については、その詳細な説明は省略する。
【００７２】
本実施例における定着ベルト５０は、基材５１がガラス転移点３２０℃のポリイミド樹脂からなる直径６０ｍｍ、厚さ９０μｍのエンドレスのベルトである。定着ベルト５０の表面には、カラー画像の定着のために、厚さ２００μｍのシリコーンゴム５２が被覆されている。また、本実施例においても、発熱は発熱ローラ５４で行われるので、定着ベルト５０としては、フッ素樹脂等の耐熱性樹脂をフィルム状にしたものを用いることもできる。
【００７３】
定着ベルト５０は、上記実施例１とほぼ同様の構成の直径３０ｍｍの定着ローラ５３と直径２０ｍｍ、長さ２４０ｍｍ、厚さ０．４ｍｍの円筒状の発熱ローラ５４とに所定の張力をもって懸架されており、矢印Ｃの方向に回転移動可能となっている。発熱ローラ５４は、ＳＵＳ４３０からなり、熱容量は２１Ｊ／Ｋである。
【００７４】
加圧ローラ５７は、硬度ＪＩＳＡ６０度のシリコーンゴムによって構成され、定着ベルト５０を介して定着ローラ５３に圧接してニップ部を形成している。そして、この状態で、加圧ローラ５７は、金属軸６０の周りに定着ローラ５３の回転に伴って回転するように支持されている。
【００７５】
発熱ローラ５４に定着ベルト５０を介して小さな間隙をあけて対向して、励磁コイル７１と芯材７２とが設けられている。本実施例において、芯材７２は断面Ｅ状に形成されており、その中心の凸部に励磁コイル７１が巻回されている。そして、上記実施例１と同様に、励磁コイル７１に励磁回路７５から３０ｋＨｚの励磁電流を印加することにより、矢印Ｇ、Ｇ’で示すような磁束が生成消滅を繰り返し、発熱ローラ５４の定着ベルト５０との接触部である発熱部５４ａを中心に励磁されて渦電流が発生する。この渦電流が発熱ローラ５４中に発生すると、発熱ローラ５４にジュール熱が発生し、発熱ローラ５４が発熱する。発熱ローラ５４内に発生する渦電流は、発熱ローラ５４に用いられる材料の透磁率及び固有抵抗と、印加される励磁電流の周波数とによって定まる表皮深さよりも浅い表面
に集中する。発熱ローラ５４に用いられたステンレス材料の特性と印加される励磁電流の周波数とから計算すると、表皮深さは約０．３ｍｍであった。発熱ローラ５４の厚さが０．４ｍｍに設定されているため、発熱のほとんどが発熱ローラ５４の表面側の表皮深さによって定まる厚さの中で起こっていることになる。従って、発熱ローラ５４の厚さに部分的なムラがあっても、発熱にムラが生じることはなく、均一な発熱が可能となる。また、発熱ローラ５４の定着ベルト５０と接触している表面で発熱が集中して起こるので、定着ベルト５０に効率良く熱が伝わる。
【００７６】
一方、発熱ローラ５４の定着ベルト５０との接触部を通り過ぎた直後の部分５４ｂには、発熱ローラ５４の表面に接触するように温度センサ５８が設けられている。そして、この温度センサ５８の検知出力により、制御手段７９を通して励磁回路７５の出力が制御される。これにより、発熱ローラ５４の定着ベルト５０との接触部を通り過ぎた直後の部分５４ｂが常に一定温度に維持されるように、発熱ローラ５４の発熱量が制御される。
【００７７】
上記のように構成された定着装置の回転動作を開始してから、発熱ローラ５４に８００Ｗの電力を投入してウォームアップを開始した。ウォームアップの開始から約１５秒でニップ部に突入するときの定着ベルト５０の温度が１８５℃に達した。この約１５秒という時間は、４枚／分のカラープリンタにおける印字時間に等しく、待ち時間は実質上０といえる。
【００７８】
カラー画像形成装置（図示せず）に、以上のように構成された定着装置を装着し、ポリエステルを基材としたシャープメルトのカラートナーによってカラートナー像８５が形成された記録紙８６を、図５の矢印Ｈの方向から定着装置に突入させることにより、記録紙８６上のカラートナー像８５を定着した。
【００７９】
本実施例において、発熱は発熱ローラ５４の励磁コイル７１と対向した部分、すなわち、発熱ローラ５４の外側の全面積の約１／４の面積で行われる。このため、発熱ローラ５４を停止させた状態で加熱した場合には、熱は即座に定着ベルト５０に伝えられ、定着ベルト５０の変形や定着ベルト５０の表層のシリコーンゴムの変質を招いてしまう。また、発熱ローラ５４の熱容量も３０Ｊ／Ｋ以下と小さいため、発熱ローラ５４を停止させた状態で加熱すると、数秒で数百℃になり、定着ベルト５０が変形してしまう。本実施例においては、発熱ローラ５４の回転動作を開始した後に発熱ローラ５４を加熱するため、上記のような問題が発生することはない。
【００８０】
（実施例３）
図６は本発明の実施例３における像加熱装置としての定着装置を示す断面図である。
【００８１】
本実施例において上記実施例１、２の定着装置と同様の構成で同じ役割を果たす部分については、その詳細な説明は省略する。
【００８２】
図６において、定着ベルト９０としては、厚さ３０μｍ、直径６０ｍｍのニッケル電鋳ベルト基材９１の表面に、カラー画像を定着するために１５０μｍのシリコーンゴム９２を被覆したものを用いた。
【００８３】
また、発熱ローラ５４と定着ローラ５３との間には、定着ベルト９０の外周面に接触した状態でオイル塗布ローラ８７が設けられている。また、定着ベルト９０に内接し、かつ、オイル塗布ローラ８７と対向して温度センサ５８が設けられている。そして、この温度センサ５８の検知出力により、制御手段７９を通して励磁回路７５の出力が制御される。
【００８４】
このような構成を採用したことにより、定着ベルト９０の外周面を温度センサ５８によって傷つけることなく、正確な温度制御を行うことができる。尚、ここでは、オイル塗布ローラ８７と対向して温度センサ５８が設けられている場合を例に挙げて説明しているが、オイル塗布ローラ８７の代わりに例えばクリーニング部材を用いた場合であっても、同様の効果を得ることができる。
【００８５】
加圧ローラ５７は、その端部に固定されたギア２７が装置本体側のステッピングモータ７７によって回転駆動される本体ギア４０と噛み合うことにより、回転駆動される。また、発熱ローラ５４と定着ローラ５３は、加圧ローラ５７の回転による定着ベルト９０の回転に伴って回転する。
【００８６】
また、定着ローラ５３の端部には回転検知板４１が固定されており、光学的な検知センサを用いて定着ローラ５３の回転を検知することができるようにされている。
【００８７】
上記のように構成された定着装置の回転動作を開始してから、発熱ローラ５４に９００Ｗの電力を投入してウォームアップを開始した。発熱ローラ５４は、定着ベルト９０の温度が１６０℃になるまではプロセススピード５０ｍｍ／ｓで回転し、定着ベルト９０の温度が１６０℃以上になった時点で通常の速度である１１０ｍｍ／ｓまで上げられる。初めから発熱ローラ５４を通常の速度である１１０ｍｍ／ｓで回転させたまま定着ベルト９０の温度を昇温させた場合、定着ベルト９０の温度が定着温度である１８５℃に達するまでに１６秒必要であったが、上記のように定着ベルト９０の温度が１６０℃になるまで発熱ローラ５４をプロセススピード５０ｍｍ／ｓで回転させることにより、定着ベルト９０の温度を１２秒で定着温度である１８５℃まで昇温させることが可能となった。所定の設定温度（定着温度）未満における発熱ローラ５４の速度（第１の速度）は、それ以上の温度における発熱ローラ５４の速度（第２の速度）の２／３以下であるのが望ましい。尚、プロセススピードは、本体ギア４０に接続されたステッピングモータ７７に供給する周波数を変えることによって変更される。
【００８８】
また、ＯＨＰモードにおいては、通常の速度の半分の速度である５５ｍｍ／ｓで定着することとなるが、定着ベルト９０の温度が所定温度になるまでは通常の速度である１１０ｍｍ／ｓで発熱ローラ５４を回転させ、定着ベルト９０の温度が所定温度になった時点で発熱ローラ５４の速度を５５ｍｍ／ｓまで下げることにより、加圧ローラ５７の温度を素早く上昇させることができる。
【００８９】
ＯＨＰモードにおいては、加圧ローラ５７の温度がＯＨＰ透過率に影響を与えるが、上記動作により、短時間で十分な透過率を得ることができる。
【００９０】
本実施例においては、記録紙８６が定着ローラ５３と加圧ローラ５７とによって形成されるニップ部を通過中に発熱ローラ５４の加熱を終了する構成である。この場合、定着ベルト９０が発熱ローラ５４を離れてからニップ部に突入するまでの距離ａよりも、ニップ部の入口から記録紙８６の終端までの距離ｂが短くなった時点で発熱ローラ５４の加熱を終了することにより、記録紙８６の排紙を検知してから発熱ローラ５４の加熱を終了するよりも１秒以上早く加熱動作を終了することができた。
【００９１】
（実施例４）
図７は本発明の実施例４における像加熱装置としての定着装置を示す断面図、図８は図７の矢印Ａの方向から見た定着装置の平面図、図９は図７の中心線における定着装置の断面図である。
【００９２】
図７〜図９において、２１ａは固定配置された半円筒状の発熱部材、２５は励磁コイルである。励磁コイル２５は、表面が絶縁された外径０．１５ｍｍの銅製の線材を４０本束ねた線束を、発熱部材２１ａの長手方向（図７の紙面に垂直な方向）に延伸し、かつ、発熱部材２１ａの周方向に周回して形成されている。
【００９３】
励磁コイル２５の発熱部材２１ａの長手方向に垂直な断面は、図７に示すように、発熱部材２１ａに巻き付いた定着ベルト２０を覆うように形成されている。図９に示すように、励磁コイル２５を形成する線束は、励磁コイル２５の両端部（発熱部材２１ａの長手方向の両端部）のみで重なっており、発熱部材２１ａの周方向に沿って互いに密着した状態で９回周回している。
【００９４】
２６は高透磁率材料からなる芯材である。励磁コイル２５によって生じた磁束は、芯材２６の中央部の凸部から発熱部材２１ａに入り、発熱部材２１ａ内を円周方向に走行し、芯材２６の両端部に戻るループを形成して生成消滅を繰り返す。そして、この磁束の変化が発生させる誘導電流により、発熱部材２１ａにジュール熱が発生する。
【００９５】
図８に示すように、励磁コイル２５には半共振形インバータである励磁回路７５から２０ｋＨｚ〜５０ｋＨｚの高周波電流が印加される。ここで、高周波電流の最大振幅は５０Ａ程度である。
【００９６】
２８は保持部材としてのコイルガイドである。このコイルガイド２８は、ＰＥＥＫ材やＰＰＳなどの耐熱温度の高い樹脂からなり、励磁コイル２５及び芯材２６と一体になっている。ここで、コイルガイド２８は、両端で取付部材２９に固定されている。
【００９７】
次に、本実施例における定着器について、図７、図９を参照しながら詳細に説明する。
【００９８】
図７、図９において、定着ベルト２０は、基材がポリイミド樹脂からなる直径５０ｍｍ、厚さ１００μｍのエンドレスのベルトである。定着ベルト２０の表面には、離型性を付与するために、フッ素樹脂からなる厚さ２０μｍの離型層（図示せず）が被覆されている。基材の材料としては、耐熱性を有するポリイミド樹脂やフッ素樹脂等の他、電鋳で製作したニッケル等のごく薄い金属を用いることもできる。さらに、離型層としては、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の離型性の良好な樹脂やゴムを単独であるいは混合して用いてもよい。
【００９９】
発熱部材２１ａは、直径２０ｍｍ、長さ２４０ｍｍ、厚さ０．４ｍｍの半円筒状に形成されている。この発熱部材２１ａは、炭素の含有量が０．０５％〜０．５％の炭素鋼である磁性材料によって構成され、そのキュリー点が４００°Ｃ以上となるように調整されている。尚、この発熱部材２１ａの熱容量は、約２０Ｊ／Ｋであった。
【０１００】
２２は低硬度（Asker-C４０度）の弾力性を有する発泡体であるシリコーンゴムからなる層２２ａを芯金２２ｂ上に形成して構成された外径３０ｍｍの低熱伝導性の定着ローラである。定着ベルト２０は、定着ローラ２２と発熱部材２１ａとの間に所定の張力をもって懸架されており、矢印Ｂの方向に回転移動可能となっている。発熱部材２１ａの両端には、定着ベルト２０の蛇行を防止するためのリブ（図示せず）が設けられている。
【０１０１】
２３は加圧手段としての加圧ローラであり、硬度ＪＩＳ−Ａ３５度のシリコーンゴムによって構成されている。そして、加圧ローラ２３は定着ベルト２０を介して定着ローラ２２に圧接されており、これによりニップ部が形成されている。加圧ローラ２３の材料としては、他のフッ素ゴム、フッ素樹脂等の耐熱性樹脂やゴムであってもよい。また、耐摩耗性や離型性を高めるために、加圧ローラ２３の表面には、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等の樹脂あるいはゴムを単独であるいは混合して被覆することが望ましい。
【０１０２】
４５は定着ベルト２０に内接して設けられた温度センサであり、定着ベルト２０の温度を検知して温度信号を発生させる。
【０１０３】
図９に示すように、定着ローラ２２を構成する芯金２２ｂの両端は、定着側板３３に固定されたベアリングからなる定着軸受３４によって回転可能に支持されている。定着ローラ２２は、芯金２２ｂの一端に固定されたギア２７が装置本体側のモータによって回転駆動される本体ギア４０に噛み合うことにより、回転駆動される。加圧ローラ２３は、定着ローラ２２の回転による定着ベルト２０の回転に伴って回転する。
【０１０４】
３５は発熱部材２１ａを支持する中心軸であり、定着側板３３に対して移動可能な可動側板３６に固定されている。３７はＰＰＳやＰＥＥＫ材等の熱伝導性が小さく非磁性の耐熱性樹脂からなるフランジである。３８は張力バネである。この張力バネ３８は、可動側板３６を定着側板３３から離間する方向に付勢し、定着ローラ２２と発熱部材２１ａとの間に懸架された定着ベルト２０に２０Ｎの張力を付与している。
【０１０５】
３９は押圧バネである。この押圧バネ３９は、コイルガイド２８が取り付けられた取付部材２９を、発熱部材２１ａの方向へ付勢している。取付部材２９は、定着器１４が装置本体に装着されたときに可動側板３６に当接し、定着器１４内の発熱部材２１ａと装置本体側の励磁コイル２５及びコイルガイド２８との間隔、位置関係を規定している。
【０１０６】
４１は回転検知板である。回転検知板４１は、定着ローラ２２の芯金２２ｂのギア２７とは反対側の端部に固定されている。図１０に、回転検知板４１の側面形状を示す。図１０に示すように、回転検知板４１の外周には切り欠き４２が設けられており、定着器１４が装置本体に装着された状態において、回転検知板４１は装置本体のフォトセンサ４３の検知部に入り込んでいる。この状態で定着ローラ２２が回転すると、切り欠き４２がフォトセンサ４３の検知部を通過するたびに、フォトセンサ４３の検知光４４が透過し、これにより定着ローラ２２の回転が検知される。尚、定着器１４の着脱時に回転検知板４１がフォトセンサ４３に干渉しないように、フォトセンサ４３の開口の中心面と定着器１４の着脱方向が一致するように構成されている。
【０１０７】
次に、定着装置の加熱動作を制御する方法について説明する。
【０１０８】
図１１は本実施例におけるインバータ回路の制御ブロック図、図１２は定着装置の起動時における加熱動作の制御方法を示すフローチャート、図１３はプリント動作時における加熱動作の制御方法を示すフローチャートである。
【０１０９】
図１１において、制御部は、ＣＰＵからのプリント開始信号を受けると、温度センサ及び回転検知部からの信号に応じてインバータ回路を動作、制御する。図１２において、制御部は、ＣＰＵからのプリント開始信号を受けると（Ａ）、まず、定着器１４を回転駆動するモータを回転させる。そして、回転検知板４１が回転して、切り欠き４２がフォトセンサ４３の検知部を通過することにより、定着ローラ２２の回転が検知される。制御部は、この検知信号を受けて、インバータ回路へ加熱開始信号を送る。これにより、インバータ回路が励磁コイル２５へ高周波電流を印加して加熱が開始され、プリント動作が行われる（Ｃ）。励磁コイル２５に印加される高周波電流は、定着ベルト２０に設けられた温度センサ４５によって得られる温度信号により、定着ベルト２０の温度が所定の定着温度である１７０℃となるように制御される。
【０１１０】
一方、モータ回転信号をオンにした後、例えば、１．２秒の所定時間が経過してもフォトセンサ４３から回転検知信号が得られない場合には、制御部は、異常事態が発生したとして、モータを停止させ、『エラー』を表示してユーザに報知する。
【０１１１】
また、図１３において、プリント動作中（Ｃ）に、定着ローラ２２の回転検知板４１の切り欠き４２がフォトセンサ４３の検知部を通過する時間間隔よりも若干大きな所定間隔、例えば１秒、以内でフォトセンサ４３から回転検知信号が得られている場合には、制御部はプリント動作を継続する。一方、この所定間隔よりも長い時間フォトセンサ４３から回転検知信号が得られない場合には、制御部は、異常事態が発生したとして、モータを停止させ、『エラー』を表示してユーザに報知する。
【０１１２】
これにより、ユーザは、定着器１４の装着の不十分さや構成部品の破損をチェックし、正規の状態に戻すことにより、安定して装置を使用することができる。また、ユーザは、プリント動作中の経時的な変化による異常事態にも対応することができる。
【０１１３】
定着ベルト２０の寿命は装置本体の寿命枚数よりも短いため、定着器１４を交換する必要がある。また、紙ジャムの処理時などに定着ベルト２０の表面を傷つけた場合にも、定着ベルト２０の交換が必要となる。本実施例の構成によれば、励磁コイル２５等の励磁手段は装置本体内に残るので、交換部品としての定着器１４を簡素で安価な構成とすることができる。
【０１１４】
定着器１４を装置本体に対して着脱自在に構成した場合、ユーザによる定着器１４の装着が不十分で、発熱部材２１ａと励磁手段は近接しても、定着ローラ２２の芯金２２ｂに固定されたギア２７が本体ギア４０と十分に噛み合わない可能性や、定着器１４の装着時に駆動力の伝達手段であるギア２７などを破損する可能性がある。本実施例においては、定着ローラ２２に固定した回転検知板４１の回転を検知するように構成したので、このような場合にも、異常を検知して加熱動作を停止し、『エラー』を表示して定着器１４の十分な装着を促すことができる。
【０１１５】
上記の構成において、定着ローラ２２を停止させた状態（定着ベルト２０が停止した状態）で、励磁コイル２３によって発熱部材２１ａを加熱した場合、発熱部材２１ａが数秒で３００℃に達してしまい、ポリイミド樹脂からなる定着ベルト２０の基材が変形してしまった。
【０１１６】
本実施例において、温度センサ４５は発熱部材２１ａが励磁手段２４と対向する面には設けられていない。温度センサ４５を、この対向面に設けると、発熱部材２１ａと励磁手段２４との間隔が広くなり、発熱部材２１ａと励磁手段２４との電磁誘導的な結合が悪くなるからである。また、励磁手段２４を温度センサ４５を避けた形状にした場合には、温度センサ４５部分のみ発熱量が低下して、温度分布が不均一となるからである。尚、この温度センサ４５は、図２に示す４５ａや４５ｂの位置、あるいは図７に示す４５ｂの位置に設けることもできる。
【０１１７】
電磁誘導加熱においては、発熱部材２１ａが励磁手段２４と対向する面、特にその表面の発熱が最も大きい。従って、上記の温度センサ４５の位置では、定着器１４が停止している場合、発熱部の最高温度を測定することはできない。このため、加熱動作時及び温度制御時に、定着器１４の構成部材の回転を検知することが特に重要となる。
【０１１８】
本実施例においては、ウォームアップ時間を短縮するという目的を達成するために、定着ベルト２０の熱容量を極力小さく設定すると共に、発熱部材２１ａの厚さと外径を小さくして熱容量を小さく設定している。このため、８００Ｗの投入電力で、定着のための昇温の開始から約１５秒で所定の温度にすることができた。
【０１１９】
尚、図１０においては、回転検知板４１の切り欠き４２を１個にしているが、回転検知板４１に複数個の切り欠きを設けることにより、定着ローラ２２の回転開始から回転検知までの所定時間を短くすることができ、その結果、制御部がＣＰＵからのプリント開始信号を受けてから加熱開始までの時間を短くすることができる。また同時に、プリント動作中の回転停止を検知する時間を短くすることができるので、定着器１４の回転停止時に早急に加熱を停止することができ、その結果、定着器１４の構成部材の異常昇温をより確実に防止することができる。
【０１２０】
また、定着ベルト２０に回転を検知するマーカーや切り欠き部を設けることも考えられるが、定着ベルト２０にマーカーや切り欠き部を設けると、以下のような問題が生じる。すなわち、定着ベルト２０の外周面にマーカーを設けると、加圧ローラ２３との摩擦によってマーカーが摩耗してしまう。また、定着ベルト２０の内周面にマーカーを設けると、発熱部材２１ａや定着ローラ２２との摩擦によってマーカーが摩耗してしまう。定着ベルト２０に切り欠き部を設けると、切り欠き部から亀裂が生じ、定着ベルト２０の耐久性が低下してしまう。
【０１２１】
また、回転検知手段は、図１４に示す構成とすることもできる。図１４において、４０は装置本体に設けられた本体ギア、２７は定着ローラ２２に固定され、本体ギア４０と噛み合ったギア、４６は定着器１４に設けられ、ギア２７と噛み合ったアイドラギア、４１はアイドラギアと一体で回転する回転検知板、４３はフォトセンサである。本体ギア４０が回転すると、ギア２７、アイドラギア４６が回転して、フォトセンサ４３が回転検知板４１の回転を検知する。
【０１２２】
この構成により、定着器１４のギア２７までの駆動力の伝達を確認することができると共に、回転検知手段を装置本体内に配置する自由度が増える。
【０１２３】
また、定着ローラ２２のギア２７とは反対側の端部に他のギアを設け、このギアに回転検知板と共に回転するアイドラギアを噛み合わせることにより、定着ローラ２２の回転を確実に検知することができる。
【０１２４】
また、本実施例においては、定着ローラ２２にギア２７を固定して定着ローラ２２を回転駆動する構成としているが、図７に示すように、加圧ローラ２３にギア２７を固定し、このギア２７を装置本体側のステッピングモータ７７によって回転駆動される本体ギア４０と噛み合わせることにより、加圧ローラ２３を回転駆動する構成としてもよい。また、定着ローラ２２、加圧ローラ２３の複数のローラにそれぞれギアを設けて駆動するようにしてもよい。
【０１２５】
（実施例５）
図１５は本発明の実施例５における像加熱装置としての定着装置を示す側面図、図１６は図１５の中心線における断面図である。
【０１２６】
本実施例において上記実施例４の定着装置と同様の構成で同じ役割を果たす部分については、その詳細な説明は省略する。
【０１２７】
本実施例においては、上記実施例４と異なり、表面に定着ベルト２０と同様の離型層を形成した発熱定着ローラ６１が用いられている。そして、発熱定着ローラ６１は加圧ローラ２３に直接圧接されており、これによりニップ部が形成されている。
【０１２８】
図１８に示すように、発熱定着ローラ６１は、その端部に固定されたギア２７が装置本体側のステッピングモータによって回転駆動される本体ギア４０と噛み合うことにより、回転駆動される。また、加圧ローラ２３は、発熱定着ローラ６１の回転に伴って回転する。
【０１２９】
加圧ローラ２３は、軸受６２が定着側板３３の長孔によって移動可能に支持され、押圧バネ６３によって発熱定着ローラ６１の方向へ付勢されている。発熱定着ローラ６１は加圧ローラ２３よりも長く、発熱定着ローラ６１の加圧ローラ２３と当接しない周面の円周方向の一部には、発熱定着ローラ６１の表面と反射率の異なる回転検知マーカ５０が設けられている。温度センサ４５は、発熱定着ローラ６１と加圧ローラ２３とによって形成されるニップ部の入口近傍に設けられている。そして、この温度センサ４５の検知出力により、制御手段７９を通して励磁回路７５の出力が制御される。励磁コイル２５には、励磁回路７５から高周波電流が印加される。
【０１３０】
両端の定着側板３３は定着底板６４に固定され、定着底板６４と、定着側板３３と、加圧ローラ２３と、発熱定着ローラ６１とが一体となって定着器１４が構成されている。本体底板６５には、定着底板６４を発熱定着ローラ６１の軸方向に案内する定着ガイド６６が設けられている。励磁手段２４は、装置本体に固定されている。
【０１３１】
回転検知マーカ５０は、定着器１４を装置本体に装着したときに、反射型のフォトセンサ５１と対向する。そして、図１７に示すように、発熱定着ローラ６１が回転すると、回転検知マーカ５０がフォトセンサ５１からの信号光４２を反射して、フォトセンサ５１が発熱定着ローラ６１の回転を検知する。
【０１３２】
以上のように、回転検知センサとして反射型のフォトセンサ５１を用い、回転検知マーカ５０を発熱定着ローラ６１の周面に設けるようにしたので、定着器１４を発熱定着ローラ６１の軸方向に着脱しても、定着器１４の構成部材がフォトセンサ５１に干渉することはない。このため、定着器１４の着脱を容易に行うことができる。そして、この構成によれば、定着器１４を軸方向に移動させることにより、励磁手段２４を装置本体に固定したまま、定着器１４を交換することができる。
【０１３３】
尚、本実施例においては、回転検知マーカ５０が発熱定着ローラ６１の周面に設けられているが、加圧ローラ２３の周面や加圧ローラ２３の芯金の端部の軸受け部等の発熱定着ローラ６１と共に回転する部材に設けてもよい。この場合、装置本体から駆動力を受ける発熱定着ローラ６１だけではなく、発熱定着ローラ６１から回転駆動力を受ける部材の回転をも検知することができる。
【０１３４】
また、本実施例においては、発熱定着ローラ６１にギア２７を固定して発熱定着ローラ６１を回転駆動する構成としているが、図１９に示すように、加圧ローラ２３にギア２７を固定し、このギア２７を装置本体側のステッピングモータによって回転駆動される本体ギア４０と噛み合わせることにより、加圧ローラ２３を回転駆動する構成としてもよい。また、発熱定着ローラ６１、加圧ローラ２３の複数のローラにそれぞれギアを設けて駆動するようにしてもよい。
【０１３５】
以上の各実施例で説明した像加熱装置としての定着装置は、モノクロ画像の定着用として用いることもカラー画像の定着用として用いることも可能である。
【０１３６】
［第２の実施の形態］
図２０は本発明の第２の実施の形態におけるカラー画像形成装置を示す断面図である。
【０１３７】
図２０において、右側端部がこのカラー画像形成装置の前面であり、前面には前扉６７が設けられている。６８は転写ベルトユニットであり、中間転写ベルト６９と、中間転写ベルト６９を懸架する３本の支持軸７０と、クリーナ７１とにより構成されており、これらは一体化されてカラー画像形成装置に着脱自在に装着されている。この場合、図２０に示すように、カラー画像形成装置の前扉６７を開けて、転写ベルトユニット６８を着脱することができる。
【０１３８】
カラー画像形成装置の内部の左側には、転写ベルトユニット６８に隣接してキャリッジ７３が設けられており、キャリッジ７３内には、ブラック（ＢＫ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）用の４個の断面略扇型の像形成ユニット７２ＢＫ、７２Ｃ、７２Ｍ、７２Ｙが円環状に収容されている。ここで、キャリッジ７３は矢印の方向に回転可能となっている。
【０１３９】
像形成ユニット７２は、感光ドラム１の周りにプロセス要素を配置して一体化されており、以下の部品によって構成されている。
【０１４０】
２は感光ドラム１をマイナスに一様に帯電するコロナ帯電器、９７はそれぞれブラック、シアン、マゼンタ、イエローのトナーを内蔵し、現像ローラ６から対向する感光ドラム１上の静電潜像にマイナス帯電性のトナーを付着させて各色ごとのトナー像を形成する現像器である。尚、図２０中、３は転写ベルトユニット６８の下方に設けられたレーザビームスキャナである。
【０１４１】
像形成ユニット７２ＢＫ〜７２Ｙは、カラー画像形成装置の上面の上面扉７４を開くことにより、カラー画像形成装置の内部への着脱が可能となっている。キャリッジ７３が回転すると、像形成ユニット７２ＢＫ、７２Ｃ、７２Ｍ、７２Ｙは回転しないミラー７６の周りを回転する。像形成時において、各像形成ユニット７２ＢＫ、７２Ｃ、７２Ｍ、７２Ｙは、順次中間転写ベルト６９に対向する像形成位置Ｐに位置する。
【０１４２】
次に、上記のように構成されたカラー画像形成装置の動作について説明する。
【０１４３】
まず、キャリッジ７３を回転させて、１色目のイエロー用の像形成ユニット７２Ｙを像形成位置Ｐに移動させる（図２０の状態）。この状態で、レーザビームスキャナ３からのレーザ光４が像形成ユニット７２Ｙとマゼンタ用の像形成ユニット７２Ｍとの間を通過し、ミラー７６で反射されて像形成位置Ｐの感光ドラム１に入射し、感光ドラム１上に静電潜像が形成される。この静電潜像は対向する現像器９７の現像ローラ６に搬送されるイエロートナーによって現像され、感光ドラム１上にトナー像が形成される。次いで、感光ドラム１上に形成されたイエローのトナー像は、中間転写ベルト６９に１次転写される。
【０１４４】
イエローのトナー像の形成が完成したら、キャリッジ７３を矢印方向に９０゜回転移動させて、マゼンタ用の像形成ユニット７２Ｍを像形成位置Ｐへ移動させる。そして、先のイエローの場合と同じ動作を行い、中間転写ベルト６９上のイエローのトナー像の上にマゼンタのトナー像を重ね合わせる。同様の動作をさらにシアン、ブラックの順に行い、中間転写ベルト６９上に４色のトナー像を重ね合わせたトナー像を形成する。
【０１４５】
中間転写ベルト６９上の４色目のブラックのトナー像の先端位置にタイミングを合わせて、転写ローラ１０を中間転写ベルト６９に接触させる。そして、記録紙８を転写ローラ１０と中間転写ベルト６９との間のニップ部に搬送し、４色のトナー像を記録紙８に転写（２次転写）する。トナー像が転写された記録紙８は定着器１４を通過して定着された後、装置外に排出される。２次転写残りのトナーは、タイミングを合わせて中間転写ベルト６９へ離接するクリーナ７１によって除去される。
【０１４６】
１枚の画像形成が終了したら、像形成位置Ｐへイエロー用の像形成ユニット７２Ｙを移動させ、次の画像形成に備える。
【０１４７】
本実施の形態においては、定着ベルト２０は、厚み９０μｍのポリイミド樹脂からなる基材に厚み１５０μｍのシリコーンゴムを積層して構成されている。そして、定着ベルト２０の張設方向は、定着器１４の着脱方向に一致している。
【０１４８】
図２０に示すように、定着器１４は、励磁手段２４を装置本体に残して、発熱ローラ２１と定着ローラ２２と加圧ローラ２３が一体のユニットとして、装置本体に着脱可能である。ここで、定着ベルト２０の張設方向と断面略半円形の励磁手段２４の開口方向とは、定着器１４の着脱方向と一致している。その結果、励磁手段２４と発熱ローラ２１とが干渉しないので、定着器１４を容易に着脱することができる。尚、定着器１４の着脱は、定着扉１８を開閉することによって行われる。
【０１４９】
本実施の形態においては、定着ローラ２２が装置本体から回転駆動され、この定着ローラ２２の回転に伴い、定着ベルト２０を介して回転する発熱ローラ２１の回転を検知している。この構成により、定着ベルト２０の破断や、定着ローラ２２と定着ベルト２０の滑りによる発熱ローラ２１の回転停止といった事態も検知することができる。従って、より完全に異常事態を検知して、『エラー』を表示することができる。
【０１５０】
図２１に示すように、回転検知センサとして反射型のフォトセンサ５１が用いられ、回転検知マーカ（図示せず）が発熱ローラ２１の周面に設けられている。この構成によれば、定着器１４を発熱ローラ２１の回転軸と垂直な方向に着脱しても、定着器１４の構成部材がフォトセンサ５１に干渉することはないので、定着器１４の着脱を容易に行うことができる。
【０１５１】
また、励磁手段２４は装置本体内に残るので、定着器１４を簡素で安価な構成とすることができる。また、装置全体として、紙ジャムの処理、及び給紙部７、転写ベルトユニット６８、像形成ユニット７２の交換に加え、定着器１４の交換も、装置の前方から容易に行うことができる。
【０１５２】
また、発熱ローラ２１の回転は、図２１、図２２に示すように、発熱ローラ２１の端部の切り欠き８０を透過型のフォトセンサ４３によって検知することもできる。この場合には、定着器１４を発熱ローラ２１の回転軸と垂直な方向に着脱するために、フォトセンサ４３も定着器１４の構成部材とし、定着器１４と一体に着脱することが望ましい。フォトセンサ４３を装置本体に設けた場合には、定着器１４の着脱動作が不完全で正確な回転検知を行うことができない場合があるが、フォトセンサ４３を定着器１４と一体に着脱する構成とすることにより、常に正確な回転検知を行うことができる。
【０１５３】
尚、本実施の形態においては、定着ローラ２２が装置本体から回転駆動される構成としているが、加圧ローラ２３にギアを固定し、このギアを装置本体側のステッピングモータによって回転駆動される本体ギアと噛み合わせることにより、加圧ローラ２３を回転駆動する構成としてもよい。また、発熱ローラ２１にギアを固定し、このギアを装置本体側のステッピングモータによって回転駆動される本体ギアと噛み合わせることにより、発熱ローラ２１を回転駆動する構成としてもよい。さらに、発熱ローラ２１、定着ローラ２２、加圧ローラ２３の複数のローラにそれぞれギアを設けて駆動するようにしてもよい。
【０１５４】
また、本実施例の定着ベルト２０としては、厚さ３０μｍ、直径６０ｍｍのニッケル電鋳ベルト基材の表面に、カラー画像を定着するために１５０μｍのシリコーンゴムを被覆したものを用いてもよい。
【０１５５】
また、上記実施の形態においては、励磁手段を発熱ローラ（発熱部材）の外周面に対向させて配置しているが、励磁手段を発熱ローラ（発熱部材）の内部に配置した構成であっても、温度センサを励磁手段と発熱ローラ（発熱部材）とが対向する最大発熱部以外に設けた場合には、同様の効果が得られる。
【０１５６】
また、上記実施の形態においては、励磁手段として励磁コイルを用いた場合を例に挙げて説明したが、必ずしも励磁コイルに限定されるものではなく、他の励磁部材を用いることもできる。
【産業上の利用可能性】
【０１５７】
本発明は、熱容量が小さく、急速加熱が可能な像加熱装置を備えた画像形成装置を提供できる。さらに、本発明は、ウォームアップ時間の短い像加熱装置を備え、かつ、異常事態に対応して、安定に用いることのできる画像形成装置を提供できる。
【符号の説明】
【０１５８】
１４  定着器
２０、５０、９０  定着ベルト
２１、５４  発熱ローラ
２１ａ  発熱部材
２２、５３  定着ローラ
２３、５７  加圧ローラ
２４  励磁手段
２５、７１  励磁コイル
２６、７２  芯材
２７  ギア
４１  回転検知板
４２  切り欠き
４３、５１  フォトセンサ
４５、５８  温度センサ
５０  回転検知マーカ
６１  発熱定着
【図１】
2010108005.tif 000003
【図２】
2010108005.tif 000004
【図３】
2010108005.tif 000005
【図４】
2010108005.tif 000006
【図５】
2010108005.tif 000007
【図６】
2010108005.tif 000008
【図７】
2010108005.tif 000009
【図８】
2010108005.tif 000010
【図９】
2010108005.tif 000011
【図１０】
2010108005.tif 000012
【図１１】
2010108005.tif 000013
【図１２】
2010108005.tif 000014
【図１３】
2010108005.tif 000015
【図１４】
2010108005.tif 000016
【図１５】
2010108005.tif 000017
【図１６】
2010108005.tif 000018
【図１７】
2010108005.tif 000019
【図１８】
2010108005.tif 000020
【図１９】
2010108005.tif 000021
【図２０】
2010108005.tif 000022
【図２１】
2010108005.tif 000023
【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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